قسمت اول : پردازش تصویر چیست؟

بیش از ۹۰ درصد اطلاعات پیرامون ما به وسیله ی مشاهده صورت می پذیرد. با پیشرفت فناوری امکان ثبت، پردازش و انتقال تصاویر به صورت دیجیتال میسر شده است. پردازش تصاویر(image processing) امروزه بیشتر به موضوع پردازش تصویر دیجیتال گفته می‌شود که شاخه‌ای از دانش رایانه است که با پردازش سیگنال دیجیتال که نماینده تصاویر برداشته شده بادوربین دیجیتال یا پویش شده توسط پویشگر هستند سر و کار دارد.

پردازش تصویر به صورت خلاصه یعنی اینکه شما با انجام فرایند‌هایی روی تصویر (چه عکس چه ویدئو)، خروجی مشخص و معینی از تصویر (باز هم به صورت تصویر) بگیرید. این فرایندها می‌توانند برای افزایش دقت تصویر باشند (Image enhancement) یا می‌توانند برای جداکردن یک بخش مشخص از تصویر‌ (Image segmentation) باشند و... . برنامه‌هایی مانند اینستاگرام، کم‌اسکنر و... از الگوریتم‌های مربوط به پردازش تصویر استفاده می‌کنند. در ادامه مقاله گام‌های یادگیری پردازش تصویر براش شما آورده شده.

· پردازش تصویر به طور عمده به دو بخش تقسیم می شود:

1/ بهبود تصاویر: هدف از بهبود کیفیت تصـویر، تبـدیل تصـویر مـی باشـد؛ بـه طوری که برای یک کاربرد خاص، تصویر حاصل بهتـر از تصـویر اولیه گردد

2/ بینایی ماشین: منظور این است که کامپیوتر ها به کمک دوربین ها محیط اطراف را ببینند درک کنند و تصمیم گیری کنند.

· کاربرد های پردازش تصویر

کنترل ترافیک: سنجش سرعت خودرو های در حال حرکت، خواندن پلاک اتومبیل های در حال حرکت

هواشناسی: پیش بینی آب و هوا یا پیش بینی سرعت طوفان ها با دقت بسیار بالا

صنعت: امروزه کمتر کار خا نه ای را میتوان یافت که از دانش و فن اوری پردازش تصویر بی بهره باشد ؛مثلا در کارخانجات تولید کیک با استفاده از فن آوری پردازش تصویر کیک های پخته را از کیک هایی که نیاز به پخت بیشتر دارند تشخیص داده میشود ،یا در محیط هایی که مشاهده و اندازه گیری محصول بدون چشم مسلط امکان پذیر نیست می توان از فن آوری پردازش تصویر استفاده کرد.

کشاورزی: در مواردی همچون تقسیم اراضی یا صدمات احتمالی وارد به محیط زیست را می توان با مقایسه تصاویر دریافتی برآورد کرد.

شهرسازی: با مقایسه عکس های مختلف از سال های مختلف در یک شهر میزان تغییرات و پیشرفت آن را مشاهده کرد.

علوم نظامی: در مواردی همچون پرتاب موشک می توان با استفاده از پردازش تصویر نقطه دقیق اصابت موشک را تعیین کرد.

بینایی کامپیوتری(computer vision)

برای استفاده از الگوریتم های پردازشی باید تصاویر گرفته شده از طریق دوربین به یک پردازنده مانند کامپیوتر منتقل شود و از نرم افزار های مربوط به پردازش تصویر استفاده کنید.در این صورت وقتی شما پروژه‌ای را توسط این روش انجام دادید؛ شما در حقیقت از سیستم بینایی کامپیوتری (computer vision) استفاده کرده‌اید.

بینایی ماشین(Machine vision)

برخلاف بینایی کامپیوتر که عمدتاً تمرکزشان روی پردازش تصویر است. بینایی ماشین، سامانه‌های ضبط تصویر را با استفاده از دستگاه‌های ورودی/خروجی دیجیتال و شبکه‌های کامپیوتری یکی می‌کند. که باعث کنترل کیفی در زمان حقیقی و کنترل تجهیزاتی مثل ربات است.بینایی ماشین شامل علوم کامپیوتر، اپتیک، مهندسی مکانیک و خودکارسازی صنعتی می‌شود.

انواع پردازش تصویر

مرز مشخصی بین پردازش تصویر و بینایی ماشین نمی توان تعیین کرد؛با این حال پردازش تصویر را می توان به سه دسته کلی تقسیم نمود:

1/ پردازش سطح پایین

شامل پردازش های ابتدایی همچون حذف نویز،فیلتر کردن تصویر، کنتراست و …

2/ پردازش سطح میانی

ویزگی این پردازش این است که ورودی آن معمولا تصویر و خروجی آن صفاتی از اشیا تصویر مانند لبه ها کانتورها و تشخیص اشیا است.

3/ پردازش سطح بالا

این پردازش شامل فهمیدن رابطه بین اشیا تشخیص داده شده استنباط و تفسیر صحنه و انجام تفسیر و تشخیص هایی که سیستم بینایی انسان انجام می دهد .

· برنامه نویسی در حوزه ی پردازش تصویر

دو راه برای برنامه نویسی در حوزه پردازش تصویر در پیش دارید: 1- استفاده از پایتون و کتابخانه‌ی -OpenCV 2و استفاده از نرم افزار MATLAB)) متلب.

پایتون زبان برنامه نویسی OPEN SOURCE (یعنی رایگان) بوده و به همین علت منبع یادگیری پایتون به شدت فراوان است. از طرفی کتابخانه OpenCV هم اوپن سورس بوده و توسعه‌ی آن آزاد است. از طرف دیگر متلب اوپن سورس نیست و لایسنس کامل آن 100000 دلار (اشتباه تایپی نیست، صد هزار دلار آمریکا!) هزینه دارد. متلب گزینه‌ی مناسبی برای گروه‌های تحقیقاتی و پروژه‌های دانشگاهیست و شما می‌توانید از کد متلب خروجی c یا c++ بگیرید! بهترین ویژگی متلب، مستندات (Documentation )کامل آن است‌(در اکثر موارد، هر کد با مثال عملی همراه است). متاسفانه بسیاری فکر می‌کنند که متلب صرفاً یک ماشین حساب سنگین است، در صورتی که اینگونه نیست. متلب یک محیط توسعه برنامه است که کاربردهای بسیار زیادی دارد. از هوش مصنوعی و پردازش سیگنال گرفته تا حل معادلات مختلف. اصطلاحاً پایتون زبان Fast Prototyping است. به این معنا که شما به کمک پایتون می‌توانید نمونه‌های اولیه را با سرعت نسبتاً بالایی توسعه بدهید. ولی به علت سرعت اجرای نسبتاً پایین (برای کاربرد‌های زمانبر) نمی‌توان کارهای پیچیده را با آن به اجرا درآورد ! دلایل برتری استفاده از نرم افزار متلب به جای نرم افزار های دیگر در پردازش تصویر عبارت اند از:

• در متلب از منابع درجه یک برای آموزش پردازش تصویر استفاده کرده‌اند.
• زبان متلب و پایتون بسیار به هم شباهت دارند، اگر پایتون بلدید، یادگرفتن متلب برای شما کاری ندارد. حتی بین کدهای پردازش تصویر متلب و OpenCV هم شباهت وجود دارد!
• سرعت اجرای برنامه‌ها در متلب بیشتر از پایتون است.
• مستندات متلب بسیار کامل‌تر از پایتون و کتابخانه‌ی OpenCV است.

اگر به پردازش تصویر علاقه مندید و دنبال مقاله های معتبر و جامع میگردید سایت زیر رو بهتون معرفی میکنم ،حتما بهش سر بزنید.

سایت: https://fanpaper.ir/

اینستاگرام: https://www.instagram.com/fanpaper.ir/

تلگرام: FanPaper.ir@